火電廠鍋爐受熱面爆管及解決方法探討

邢路陽(yáng) 劉超

摘 要：在整個(gè)火電廠中，鍋爐是其中的關(guān)鍵組成部分，其是否處于一個(gè)平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之中，對(duì)電廠的正常運(yùn)營(yíng)有著重要的影響。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)鍋爐因?yàn)槭軣岫鴮?dǎo)致爆管的情況產(chǎn)生，這樣就有可能產(chǎn)生安全事故，不利于電廠的安全運(yùn)行。本文主要圍繞鍋爐受熱面爆管產(chǎn)生的原因進(jìn)行簡(jiǎn)要的探析，并提出相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：火電廠；鍋爐；受熱面爆管；解決方法

1 引言

在火電廠鍋爐的運(yùn)行過程中，受熱面爆管是非常常見的一種安全事故，嚴(yán)重影響了火電廠的正常運(yùn)行。由于受熱面爆管的范圍不同，那么爆管所導(dǎo)致的損壞程度也有所差異，如果發(fā)現(xiàn)這種類型的事故，火電廠就要停爐檢查維修，這樣就會(huì)導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)效益受到影響。

2 受熱面爆管的主要原因

2.1 受熱面的材質(zhì)設(shè)計(jì)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在火電廠中，鍋爐受熱面極其關(guān)鍵，是進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，由于一側(cè)的金屬面的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，長(zhǎng)期處于高溫高壓的環(huán)境之下，而另一側(cè)需要與油或者水相接觸，以達(dá)到傳遞熱量的目的，由此可知，這兩側(cè)金屬面所承受的負(fù)荷非常的復(fù)雜，一方面需要使金屬面在高溫、高壓的環(huán)境下的安全運(yùn)行得到保證，另一方面還需要考慮水以及油中所含有的介質(zhì)對(duì)金屬面所產(chǎn)生的損壞。故此，受熱面的材質(zhì)就至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)之時(shí)，需要對(duì)鍋爐的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了解，再以受熱面所需要承受的荷載為依據(jù)，來(lái)對(duì)所需材質(zhì)的以下幾種性能進(jìn)行確定，（1）材料的耐腐蝕性、（2）材料的耐高溫性、（3）材料的韌性以及強(qiáng)度等等【1】。若在對(duì)受熱面的材料進(jìn)行選擇的過程中，所選材質(zhì)的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，那么就很容易到導(dǎo)致爆管情況的發(fā)生。

2.2 受磨損以及老化等的影響

灰粒對(duì)管壁金屬進(jìn)行高速的沖擊，會(huì)導(dǎo)致爐管出現(xiàn)磨損的情況，一般發(fā)生在以下幾個(gè)部位，（1）高溫段省煤器的煙氣入口以及出口處、（2）再熱器以及過熱器入口處的彎頭、（3）出列的管子、（4）水冷壁管等。磨損可以分為以下幾大類，第一類以飛灰磨損為主，其主要受到以下幾種因素的影響，（1）受熱面布置方式、（2）制造安裝質(zhì)量、（3）煤灰特性、（4）煙氣流速等。第二類以發(fā)生在過熱器某管排為主，其主要是因?yàn)橐韵聨追矫娴脑蚨斐傻?，?）煙溫沒有進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)、（2）因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致氣流不均衡等。第三類主要是因?yàn)檫\(yùn)行結(jié)焦所引發(fā)的，這種較易發(fā)生在爐膛底部冷水壁，之所以會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，由以下幾方面運(yùn)行所導(dǎo)致的，（1）燃煤的選擇不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、（2）在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)脑?。第四類主要是因?yàn)槭軣崂匣l(fā)的，這種較易發(fā)生在各受熱面管排，之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，是由以下幾方面原因所造成的，（1）運(yùn)行參數(shù)不夠穩(wěn)定、（2）運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)等。

2.3 焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在受熱面管的設(shè)計(jì)過程中，焊接是影響其設(shè)計(jì)規(guī)范性的主要原因。我們知道，受熱面管需要承受的壓力非常大，其所承受的溫度也較高，因此如果焊接質(zhì)量不過關(guān)，就會(huì)導(dǎo)致受熱面的運(yùn)行受到影響。若焊接的工藝存在著缺陷，存在著以下幾方面的現(xiàn)象之時(shí)，（1）未熔合、（2）夾渣、（3）未焊透、（4）咬邊等，那么在運(yùn)行之時(shí)，就有可能出現(xiàn)安全事故。

2.4 受腐蝕的影響

受熱面腐熟有許多種類型，如（1）堿性腐蝕、（2）高溫腐蝕等等。所謂堿性腐蝕，指的是當(dāng)爐水中含有游離的氫氧化鈉，那么在垢下，就會(huì)因?yàn)闋t水的濃縮進(jìn)而形成高濃度的OH-，這樣就會(huì)導(dǎo)致堿性腐蝕的發(fā)生【2】。而高溫腐蝕指的是在沉積物中，存在著一些非硅酸鹽雜質(zhì)的化學(xué)過程，那么高溫腐蝕就是由這個(gè)化學(xué)過程而引發(fā)的爐管金屬損耗。

3 主要解決方法

3.1 確保所用于設(shè)計(jì)中受熱面材質(zhì)達(dá)標(biāo)

要想確保鍋爐的安全運(yùn)行，就需要重視對(duì)受熱面材質(zhì)的選擇設(shè)計(jì)。在對(duì)材質(zhì)進(jìn)行選擇之時(shí)，需要對(duì)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行了解，對(duì)其運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了解，再以極限值為依據(jù)，來(lái)對(duì)受熱面材質(zhì)進(jìn)行合理的選擇。在對(duì)受熱面材質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要確保以下幾方面的機(jī)械性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，（1）強(qiáng)度、（2）沖擊韌性、（3）疲勞極限等，還需要確保所選材質(zhì)的以下幾方面特性，（1）耐高溫性、（2）耐蠕變性、（3）耐腐蝕性等。在降低受熱面爆管的發(fā)生概率時(shí)，受熱面的材質(zhì)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，是其中的基礎(chǔ)要素，并且能夠?yàn)槠渌脑O(shè)計(jì)工作提供保障。

3.2 基于磨損以及老化的解決對(duì)策

從磨損所發(fā)生的原因來(lái)分析，要想解決磨損的問題，就需要對(duì)受熱面的布置方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要對(duì)爐型結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，要防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)失誤，這樣能夠在一定程度上降低爆管事故的發(fā)生。要以鍋爐的運(yùn)行情況為依據(jù)，對(duì)煙氣流速進(jìn)行相應(yīng)的控制，要重視對(duì)燃料以及脫硫劑等物料的控制，針對(duì)這些物料，對(duì)其進(jìn)行成分以及粒徑上的控制，以使受熱面的磨損量有所減少【3】。在鍋爐運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生受熱面過熱的現(xiàn)象，這樣就非常容易會(huì)導(dǎo)致爆管的現(xiàn)象發(fā)生，那么對(duì)于這種情況，就需要采取相應(yīng)的措施來(lái)降低受熱面的過熱，主要包括以下幾種，（1）對(duì)煙溫進(jìn)行控制、（2）對(duì)鍋爐的給水量進(jìn)行控制，以防止局部出現(xiàn)超溫的情況。對(duì)于受熱面的結(jié)焦情況，那么就需要對(duì)煤種進(jìn)行科學(xué)的選擇，對(duì)燃燒控制進(jìn)行不斷地優(yōu)化，以盡可能的降低結(jié)焦的發(fā)生概率。除此之外，火電廠需要安排專門的工作人員，對(duì)受熱面的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，如果設(shè)備出現(xiàn)老化現(xiàn)象，那么就需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換。還需要安排工作人員對(duì)受熱面進(jìn)行定期的清理，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)維管理，以防止由于運(yùn)維不到位所引發(fā)的爆管問題。

3.3 重視對(duì)腐蝕情況的防范

在鍋爐運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)高溫腐蝕的現(xiàn)象，這樣就會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行。為了防范這一現(xiàn)象，就需要重視燃料的選用，要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)燃料中硫、氯等物質(zhì)的含量進(jìn)行減少，并對(duì)燃燒的溫度進(jìn)行控制。如果是為了防范堿性腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，則需要工作人員定期對(duì)管內(nèi)壁的沉淀物進(jìn)行清理，并對(duì)水中的堿性含量進(jìn)行合理的控制。

3.4 保證焊接的質(zhì)量

鍋爐的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其所包含的組件非常多，故此，在對(duì)受熱面管進(jìn)行安裝焊接之時(shí)，工作人員要根據(jù)相關(guān)的焊接規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，每一個(gè)步驟都要符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以促使焊接工藝的質(zhì)量得到保證。如此一來(lái)，焊接的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，那么鍋爐受熱面也就會(huì)符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而促使爆管的發(fā)生概率有所降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，火電廠的安全運(yùn)行好壞，與鍋爐的正常運(yùn)行有著重要的影響，如果出現(xiàn)鍋爐受熱面爆管的現(xiàn)象，那么就會(huì)導(dǎo)致停爐檢查，這樣就會(huì)導(dǎo)致鍋爐的自身性能受到影響，會(huì)導(dǎo)致鍋爐的運(yùn)行安全性受到影響，并會(huì)使火電廠面臨著巨大的損失。在鍋爐運(yùn)行過程中，受熱面爆管是較為常見的一種安全事故，但是如果在設(shè)計(jì)、安裝等方面進(jìn)行合理的控制，就能夠使爆管的發(fā)生概率有所降低。爆管所發(fā)生的原因有許多種，如受熱面的材質(zhì)設(shè)計(jì)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；受磨損以及老化等的影響；焊接的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)等等。故此，在平時(shí)的運(yùn)行過程中，要加強(qiáng)對(duì)鍋爐的運(yùn)行維護(hù)，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，這樣能夠促使鍋爐運(yùn)行的安全性得到提升，繼而提升火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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